雖非完美 毫米波卻是達(dá)成5G愿景的關(guān)鍵

  ICC訊 智眼看5G

  “沒有一個(gè)技術(shù)只有優(yōu)點(diǎn)沒有缺點(diǎn)，毫米波也一樣。它可能不是某些應(yīng)用的最好選擇，但卻可能是其他應(yīng)用唯一的選擇。”高通中國(guó)區(qū)研發(fā)負(fù)責(zé)人徐晧在接受科技日?qǐng)?bào)記者專訪時(shí)強(qiáng)調(diào)，“當(dāng)我們說(shuō)毫米波有這樣那樣缺點(diǎn)時(shí)，要看到它同時(shí)有非常多的優(yōu)點(diǎn)，關(guān)鍵要看設(shè)計(jì)人員能不能有效解決這些技術(shù)難點(diǎn)，也要看實(shí)際應(yīng)用中，是不是需要毫米波這些優(yōu)點(diǎn)，是不是能夠找到比較好的應(yīng)用場(chǎng)景利用好毫米波的這些優(yōu)點(diǎn)。”

  “作為一家以技術(shù)見長(zhǎng)的公司，高通希望業(yè)界能夠更多地了解毫米波的潛力和應(yīng)用?！毙鞎壨嘎?，高通將在“2021世界5G大會(huì)”上介紹5G毫米波最新的測(cè)試和研究進(jìn)展。

  低頻資源有限毫米波商用提上日程

  徐晧說(shuō)：“手機(jī)之所以在沒有與任何看得見摸得著的東西相連接的情況下，還可以收到信號(hào)，就是因?yàn)樽匀唤缰写嬖谥芏辔覀兛床坏揭猜牪坏降碾姶挪ㄐ盘?hào)?！毙鞎壗榻B，毫米波是指波長(zhǎng)為1毫米到10毫米的電磁波。從聲音到光之間，真實(shí)地存在著一大段我們平常感覺不到的頻譜，這段頻譜中有一段屬于毫米波。

  波動(dòng)越快，頻率越高。從頻率范圍來(lái)看，毫米波是指30GHz到300GHz之間的電磁波。5G標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)定義了Sub-6GHz（6GHz以下頻段）和毫米波的設(shè)計(jì)。也就是說(shuō)，毫米波是5G的重要組成部分。

  徐晧說(shuō)：“毫米波的引入帶來(lái)了技術(shù)上的巨大突破。5G以前，在3GPP的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中我們從來(lái)都沒有使用過(guò)毫米波?！睆氖澜绶秶?，Sub-6頻譜資源在大部分國(guó)家都非常緊缺，包括中國(guó)。因此，大家把目光投向更高頻的頻譜。

  “通信資源，就像管道送水一樣，管道越粗，流量越大?！毙鞎壵f(shuō)，“在Sub-6頻段只能用到100—200MHz的帶寬，但毫米波頻段可以用到800MHz的帶寬。等于獲得8倍以上的速度增強(qiáng)。這是大家對(duì)毫米波高頻頻段感興趣的原因之一?！?

  事實(shí)上，全世界很多國(guó)家和地區(qū)都在做5G毫米波的應(yīng)用規(guī)劃。我國(guó)信息通信研究院和IMT-2020（5G）推進(jìn)組正在積極組織5G毫米波相關(guān)測(cè)試。

  基于技術(shù)特點(diǎn)釋放毫米波應(yīng)用

  今年2月世界移動(dòng)通信大會(huì)期間，中國(guó)聯(lián)通、高通、中興通訊、華為、OPPO、紫金山實(shí)驗(yàn)室等近40家產(chǎn)業(yè)鏈伙伴共同展示了5G毫米波賦能“冬奧”的豐富應(yīng)用。

  這是我國(guó)首次向公眾展現(xiàn)5G毫米波產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展階段性成果。2022年冬奧會(huì)也將成為我國(guó)5G毫米波首次規(guī)模部署。徐晧說(shuō)：“毫米波已經(jīng)完全具備了在5G標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行演示及商用的條件。2022年冬奧會(huì)，5G毫米波的體驗(yàn)將再上一個(gè)大臺(tái)階?！?

  徐晧強(qiáng)調(diào)，在思考毫米波可能的應(yīng)用時(shí)，首先要基于它的技術(shù)特點(diǎn)來(lái)考慮，“任何一個(gè)需要大帶寬、低時(shí)延的應(yīng)用，毫米波都可以被用作一種工具，對(duì)這些應(yīng)用進(jìn)行支持。具體到5G，我們既有Sub-6頻段的應(yīng)用，又有毫米波頻段的應(yīng)用，因此，當(dāng)我們看一個(gè)應(yīng)用時(shí)，就要考慮哪個(gè)技術(shù)更適用于這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景?！?

  但是對(duì)高通來(lái)說(shuō)，不管是Sub-6還是毫米波，都是5G可以考慮的工具或技術(shù)，高通從第一代5G芯片開始就同時(shí)支持了這兩個(gè)技術(shù)。5G毫米波和中低頻互相配合、互相補(bǔ)充，是達(dá)成5G最初的全部愿景的關(guān)鍵所在。

  徐晧表示，如果需要更多、更廣泛的覆蓋，Sub-6頻段的頻譜是好的選擇，如果希望通過(guò)5G獲取高清或高速率體驗(yàn)，毫米波就是唯一的選擇。

  技術(shù)挑戰(zhàn)能夠被克服

  “技術(shù)挑戰(zhàn)不斷出現(xiàn)的同時(shí)，我們也會(huì)用各種各樣的技術(shù)來(lái)解決這些挑戰(zhàn)。5G毫米波也是如此?！毙鞎壵f(shuō)。

  頻率越高，衰減越大，在同一個(gè)基站傳輸覆蓋的范圍就越小。這是毫米波一個(gè)比較大的挑戰(zhàn)。如何解決？徐晧認(rèn)為：“毫米波的一個(gè)優(yōu)勢(shì)可以解決這個(gè)劣勢(shì)。頻率越高，波長(zhǎng)越短，天線體積也就越小。這意味著在同樣大小的設(shè)備上可以安裝更多的天線，通過(guò)使用波束成型的辦法讓波束越來(lái)越窄，聚焦到某一個(gè)方向而不是傳輸給所有方向，傳輸能力就會(huì)更強(qiáng)。因此，波束成型和大規(guī)模的天線運(yùn)用，是解決毫米波覆蓋范圍問(wèn)題的好方法。就像手電筒照出來(lái)的光是發(fā)散的，激光照射的光線則非常聚焦，傳得更直、更遠(yuǎn)?！?

  另一個(gè)挑戰(zhàn)是，毫米波不大容易支持沒有直射徑的場(chǎng)景，有遮擋時(shí)它的衰減也很大。從徐晧的講解中得知，即使兩端之間的直連信號(hào)被擋住，反射波也可以提供足夠強(qiáng)的信號(hào)支持。在技術(shù)上這一挑戰(zhàn)能夠克服。

  在很多人看來(lái)，毫米波的移動(dòng)性不是很好。

  徐晧介紹，高通已測(cè)試驗(yàn)證，如果有比較好的天線設(shè)計(jì)和進(jìn)行波束跟蹤，發(fā)射端發(fā)出的波束就會(huì)不停地追蹤接收用戶，就可以保持通訊。高通在美國(guó)圣迭戈的測(cè)試中，已成功實(shí)現(xiàn)了用毫米波技術(shù)控制無(wú)人機(jī)。

  “從1G到5G, 對(duì)頻譜的拓展就從未停止過(guò)。技術(shù)挑戰(zhàn)永遠(yuǎn)都在，科學(xué)家和工程師就是來(lái)解決這些挑戰(zhàn)的。我們會(huì)通過(guò)各種各樣的技術(shù)創(chuàng)新來(lái)解決這些挑戰(zhàn)，從而推動(dòng)科技不斷向前發(fā)展?！毙鞎壐锌馈?